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用于自供电医疗监测的 ZnO 纳米颗粒受限应力放大全纤维压电纳米发电机
Sustainable Energy & Fuels ( IF 5.0 ) Pub Date : 2021-07-24 , DOI: 10.1039/d1se00444a
Biswajit Mahanty 1, 2 , Sujoy Kumar Ghosh 1 , Santanu Jana 3 , Zinnia Mallick 4 , Subrata Sarkar 1 , Dipankar Mandal 4
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在这项工作中,通过使用 ZnO 纳米粒子 (NPs) 增强的聚偏二氟乙烯 (PVDF) 电纺纳米纤维作为活性层和互锁的导电超细纤维复合垫作为电极,设计了一种全纤维压电纳米发电机 (A-PNG)。机械能转化为电能。对应力分布使用有限元分析的理论模拟表明,与周围的纯 PVDF 相比,外部应力可以集中使 ZnO 纳米颗粒变形 7.2 倍,从而改善所得 PVDF-ZnO 复合纳米纤维中应力引起的大极化,因此提高发电量。纳米级研究表明,使用 PVDF-ZnO 复合纳米纤维可以产生优异的铁电和压电电性能,d 33 = -32 pC N -1。因此,A-PNG 显示出高电吞吐量,具有 18 V 的开路输出电压、26.7 μW cm -2的输出功率密度和 11.52 × 10 -12 Pa -1压电品质因数 (FoM)。此外,91% 的优异机械到电能转换效率意味着该系统适用于驱动一系列消费电子元件,例如电容器和发光二极管 (LED)。10 毫秒的快速响应时间意味着在医疗监控系统中进行超快速信号检测是可行的。由于手腕、手指、喉咙和膝盖等不同身体部位的皮肤贴合功能,A-PNG 被发现在检测脉搏率、肌肉行为和咳嗽信号特征以监测的应用方面很有吸引力。健康状况。



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更新日期:2021-08-05
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